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卷积神经网络的发展,以区分在肺部超声上出现的相似病理性B线的病因:一项深度学习研究
BMJ Open ( IF 2.9 ) Pub Date : 2021-03-01 , DOI: 10.1136/bmjopen-2020-045120
Robert Arntfield , Blake VanBerlo , Thamer Alaifan , Nathan Phelps , Matthew White , Rushil Chaudhary , Jordan Ho , Derek Wu

目的肺超声(LUS)是一种便携式的低成本呼吸成像工具,但受到用户依赖性和缺乏诊断特异性的挑战。LUS实施的优势是否可以与深度学习(DL)技术配对使用,以匹配或超过人类在相似出现的病理性LUS图像中的诊断特异性尚不清楚。设计在具有不同病因的B线的LUS图像上训练了卷积神经网络(CNN)。使用10%的数据保留集验证了CNN的诊断性能,并将其与接受调查的具有LUS能力的医生进行了比较。设置两家加拿大三级医院。参与者来自243名患有(1)COVID-19(COVID),非COVID急性呼吸窘迫综合征(NCOVID)或(3)静水性肺水肿(HPE)的不同患者的612条LUS视频(121 381帧)。结果在独立数据集上经过训练的CNN性能显示出能够区分COVID(接收器工作特征曲线(AUC)1.0下的区域),NCOVID(AUC 0.934)和HPE(AUC 1.0)病理的能力。这显着优于医师的能力(对于COVID,NCOVID和HPE类,AUC分别为0.697、0.704、0.967),p <0.01。结论DL模型可以区分人类无法区分的相似出现的LUS病理,包括COVID-19。人类与模型之间的性能差距表明,超声图像中可能存在亚可见的生物标志物,值得进行多中心研究。934)和HPE(AUC 1.0)病理。这显着优于医师的能力(对于COVID,NCOVID和HPE类,AUC分别为0.697、0.704、0.967),p <0.01。结论DL模型可以区分人类无法区分的相似出现的LUS病理,包括COVID-19。人类与模型之间的性能差距表明,超声图像中可能存在亚可见的生物标志物,值得进行多中心研究。934)和HPE(AUC 1.0)病理。这显着优于医师的能力(对于COVID,NCOVID和HPE类,AUC分别为0.697、0.704、0.967),p <0.01。结论DL模型可以区分人类无法区分的相似出现的LUS病理,包括COVID-19。人类与模型之间的性能差距表明,超声图像中可能存在亚可见的生物标志物,值得进行多中心研究。



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更新日期:2021-03-05
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